1.4.1 Go语言快速入门

学习Go语言的第一步当然是掌握所有的数据类型。Go语言本身提供了丰富的数据类型，如字符串、切片、散列表等，并允许开发者自定义结构体、接口等。

1.数据类型

图1-7列出了Go语言基本的数据类型（整数类型等过于简单，这里就不进行介绍了），以及每种数据类型需要开发者重点关注的知识点，如图1-7所示。

参考图1-7，接下来将按照顺时针方向逐个介绍每一种数据类型。

（1）函数

Go语言的函数与其他编程语言的非常类似，不同的是，Go语言函数可以返回多个值，而其他编程语言如C语言、PHP语言等只能返回一个值。另外，在函数传递参数时，一定要清楚Go语言函数传递的是值还是引用（Go语言函数传递的是值）。这两种传递参数的方式有什么区别呢？如果传递的是引用，那么函数内部对输入参数的修改会同步到调用方；如果传递的是值，那么函数内部对输入参数的修改将不会影响调用方。

（2）数组

数组是一种顺序存储的线性数据结构，我们可以按索引下标访问数组元素。在使用数组时，一定要注意避免索引越界，比如数组长度为3（最多能存储3个元素，索引下标只能是0、1、2），而你的Go程序访问的索引下标大于或等于3，这时候你的Go程序将会编译失败（因为数组长度是静态的，所以编译期间可以判断是否出现索引越界情况）。

如果你写过C语言，会知道当你将数组作为函数参数传递时，如果函数内部修改了数组元素，调用方也会同步修改，这是因为在C语言中数组作为函数参数时传递的是数组首地址。Go语言不同，当你将数组作为函数参数传递时，如果函数内部修改了数组元素，调用方并不会同步修改，这是因为Go语言会将所有数组的值复制一份，再作为输入参数传递。

（3）切片

切片是Go语言常用的数据类型之一，其本质是动态数组。切片有两个基本概念：长度与容量，长度是切片存储的元素数目，容量是切片存储的最大元素数目。切片同样可以按索引下标访问数据，但是需要注意避免索引越界，也就是说访问切片的索引下标必须小于切片的长度，否则会抛出panic异常。

切片支持for-range遍历语法，只是需要注意，通过该方式遍历获取到的数据，其实是一份数据副本，修改该数据并不会影响切片底层数组存储的数据。

切片本质上是通过预分配内存策略来提升效率的，当我们使用append函数向切片追加数据时，该函数内部会检测切片容量是否不够，如果容量不够则先触发扩容。扩容就是申请更大的内存作为底层数组，同时将所有数据复制到新数组。当切片容量比较小时，Go语言按照原始容量的2倍扩容；当切片容量比较大时，Go语言按照原始容量的25%扩容。

切片还支持截取操作，也就是截取切片的一部分数据作为新的切片，这一操作虽然简单，但是需要关注新切片的长度、容量。另外，修改新切片数据时是否会影响原始切片数据呢？

最后，当切片作为函数参数传递时，如果函数内部修改了切片（通过索引下标修改数据，或者追加数据），调用方会同步修改吗？如果追加数据导致切片触发扩容了，再通过索引下标修改数据，调用方会同步修改吗？

当然，当你学习了Go语言切片的底层数据结构之后，上面这些疑问将会迎刃而解，这里就不一一解释了。

（4）字符串

字符串比较简单，只需要重点了解一些常用的字符串库函数即可，另外可以适当了解一下Go语言字符串的底层数据结构，以及字符串编码。

（5）散列表map

map是Go语言常用的数据类型之一，用于存储键-值对。插入键-值对，以及根据键查找、修改、删除键-值对的时间复杂度都是O(1)。为什么map的增删改查效率能这么高呢？这依赖于map的底层数据结构。有兴趣的读者可以自行研究。

map同样支持for-range遍历语法，与切片的遍历类似，通过该方式遍历获取到的数据，其实是一份数据副本，修改该数据并不会影响map底层存储的数据。

另外，当我们一直向map插入键-值对时，同样有可能触发map的扩容操作。为什么呢？因为map通常是基于数组+链表方式实现的（首先根据键计算得到一个散列值，再映射到数组的某一索引位置。如果多个键映射到同一个数组索引，可通过链表串联），当键-值对数目过多时，链表的平均长度会增加，map的增删改查效率也会随之降低。这时候就需要扩容了，扩容就是申请更大的内存作为数组，并重新计算所有键-值对的散列值，映射到新的数组。

最后不得不提map的并发问题，各位读者一定要记得，多个协程并发访同一个map变量可能会抛出panic异常。

（6）结构体

Go语言支持面向对象编程，但是与传统的面向对象语言如C++、Java等略有不同。Go语言没有类的概念，只有结构体；结构体可以拥有属性，也可以拥有方法。我们可以通过结构体实现面向对象编程。

另外，面向对象有一个很重要的概念——继承，子类可以继承父类的某些属性或方法。Go语言结构体也支持“继承”，不过是通过组合的方式实现的继承。

（7）接口

Go语言支持面向接口编程，接口用于定义一组方法。与传统的面向对象语言如C++、Java等不同，Go语言结构体并不需要声明实现某个接口，只要结构体实现了该接口的所有方法，就认为其实现了该接口。

Go语言将接口分为两种：带方法的接口和不带方法的接口（空接口）。带方法的接口一般比较复杂，底层基于iface实现；不带方法的接口则基于eface实现。通常，当我们不知道变量的类型时，会将变量类型声明为空接口。任何类型的变量都能赋值给空接口类型的变量，反之则不行。将空接口类型转化为具体的类型需要使用类型断言，但是需要注意，如果类型断言使用不当，可能会抛出panic异常。

（8）反射

反射给Go语言带来了一些动态特性，它可以帮助我们获取类型（reflect.Type）的所有方法、属性等，也可以帮助我们获取变量（reflect.Value）的值以及类型，更新变量的值等。

（9）泛型

Go语言从1.18版本开始支持泛型，为什么需要泛型呢？假设有这么一个业务场景：我们需要实现一个函数，输入两个参数，函数返回它们相加的值，输入参数可以是两个整型（int）、浮点数（float），还有可能是字符串等。Go语言是强类型语言，任何变量或函数参数都需要定义明确的参数类型，所以针对这一场景我们只能定义多个函数。

泛型使得我们可以定义一个函数模板（类型不确定），等到真正调用函数的时候，再确定函数的参数以及返回值等具体类型。关于泛型的使用示例，可以参考Go语言官方提供的实验库（golang.org/x/exp）。

经过第一步的学习，我们对Go语言常用的数据类型有了一定的了解，但是这远远不够，因为实际项目开发往往依赖于一些标准库或开源组件。

2.标准库

接下来简单介绍一下Go语言提供的一些常用标准库，如图1-8所示。

参考图1-8，接下来将按照顺时针方向逐个介绍主要的标准库。

（1）net/http.Server

Go语言创建HTTP服务还是非常方便的，基于标准库net/http.Server，只需要几行代码就能实现。因此，我们不应该局限于使用，还需要了解一下标准库net/http.Server的HTTP请求处理框架、请求处理器等。当然，也少不了WriteTimeout与IdleTimeout这两个配置。1.1节中提到，当请求处理时间超过WriteTimeout时，Go服务会关闭连接从而导致502异常状态码；IdleTimeout配置不合适时，也有可能会导致偶发性的502异常状态码。第12章将会整体介绍Go服务的几种502情况。

（2）net/http.Client

顾名思义，标准库net/http.Client用于发起HTTP请求。标准库net/http.Client的使用同样比较简单，但是你知道它是基于短连接还是长连接发起的HTTP请求吗？如果是长连接，会涉及连接池的概念，而且长连接如果使用不当还会引发偶现的“connection reset by peer”错误（第12章将会详细介绍）。

（3）context

标准库context表示上下文，它主要有两个核心功能：①在整个函数调用链传值；②超时控制。1.1.2小节就是基于context实现的HTTP请求超时控制。

（4）JSON

JSON是一种常用的数据传输协议，Go语言也提供了这种协议的序列化与反序列化标准库。不过在使用过程中需要注意，Go语言是强类型语言，比如字符串、整数是两种不同的类型。在JSON格式中，整数没有双引号，字符串是有双引号的。如果混用这两种类型，可能会导致JSON反序列化出错（类型不匹配错误）。

另外，Go语言也允许开发者自定义序列化与反序列化方式，只需要实现json.Marshaler与json.Unmarshaler这两个接口即可。

（5）单元测试

在实际项目的开发过程中，当然少不了单元测试，Go语言为我们提供了完善的单元测试库，基于该库可以实现基础测试、性能测试、代码覆盖率测试等。

（6）其他库

还有其他一些标准库，比如net/rpc、系统库os、数学库math等，这里就不一一介绍了，Go语言对此有详细的注释说明，使用时查阅即可。

通过前面的学习，我们基本上能完成一些实际项目中的开发任务了，但是仅限于简单的增删改查等。这是因为，关于Go语言的核心——并发，我们还不了解。Go语言的生态系统，如常用的开源组件等，也不了解。当遇到线上问题时，我们也束手无策。关于后续两个阶段的学习路线，我们将在后面两个小节介绍。